耦合電感器拓寬了 DCDC 轉(zhuǎn)換器的使用范疇_圖文_百度文庫(kù)

1、耦合電感拓展了 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用作者：Jeff Falin，德州儀器 (TI 高級(jí)應(yīng)用工程師更小尺寸且更高效的 SEPIC盡管對(duì)于能夠?qū)Ω叩洼斎腚妷褐g的輸出電壓（例如：未經(jīng)調(diào)節(jié)的墻上 12V 電源）進(jìn)行調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)換器需求一直都存在，而且 DC/DC 單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC 拓?fù)湟膊皇鞘裁葱聳|西，但的確直到最近它才開(kāi)始流行起來(lái)。雖然我們可以將任何升壓轉(zhuǎn)換器/控制器配置為一個(gè) SEPIC ，但其在最近才得到普遍的使用。兩個(gè)因素促進(jìn)了 SEPIC 的人氣大增：(1 IC 制造廠商已經(jīng)開(kāi)始制造更多具有電流模式控制功能的升壓控制器，旨在簡(jiǎn)化補(bǔ)償；(2 電感制造廠商已經(jīng)開(kāi)始制造許多可以最小

2、化轉(zhuǎn)換器總 PCB 體積的單封裝耦合電感。特別是，改用耦合電感以后，許多具有兩個(gè)單獨(dú)電感應(yīng)用的電源體積可以縮減三分之一。圖 1 顯示了使用 TI TPS61170 和 Wuerth 744877220 的一個(gè) SEPIC 。圖 1 使用 TI TPS61170 和 Wuerth 744877220 的SEPIC 更吸引人的是，使用一個(gè) 1：1 耦合電感的 SEPIC 可迫使電感紋波電流在兩個(gè)繞組之間分開(kāi)，從而允許使用兩個(gè)單獨(dú)電感要求電感的 2/1，產(chǎn)生相同的紋波電流。相對(duì)于相同尺寸封裝中 2 倍電感值的兩個(gè)單獨(dú)電感，耦合電感具有更低的DC 電阻，其有助于提高總轉(zhuǎn)換器效率。特別是，15-V 輸入

3、和 12-V 、325-mA 輸出時(shí)，圖 1 所示 SEPIC 的效率超出 91%。更多詳情，請(qǐng)參見(jiàn)參考文獻(xiàn) 1。更小尺寸的 ZETA 轉(zhuǎn)換器由于使用了兩個(gè)電感和一個(gè)耦合電容，ZETA 轉(zhuǎn)換器擁有與 SEPIC 一樣的升壓降壓功能，但使用的是一個(gè)降壓控制器而非升壓控制器。圖 2 顯示了 ZETA 結(jié)構(gòu)中所使用的 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74。與 SEPIC 一樣，得益于分離電感紋波電流，相同的紋波電流這種 ZETA 轉(zhuǎn)換器只要求一半的電感。還是與 SEPIC 一樣，其總體電源體積比使用兩個(gè)單獨(dú)電感小三分之一。由于輸出電感電流不斷流入 ZETA 轉(zhuǎn)換器的輸出，Z

4、ETA 轉(zhuǎn)換器的輸出具有比相同電感的SEPIC 更低的紋波。因此，相比 SEPIC ，ZETA 可能更適合于低噪聲應(yīng)用。更多詳情，請(qǐng)參見(jiàn)參考文獻(xiàn) 2。圖 2 使用 TI TPS40200 和 Coiltronics DRQ74 的 ZETA 轉(zhuǎn)換器 分離軌電源匹配正負(fù)電源軌是許多工業(yè)應(yīng)用的常見(jiàn)要求，對(duì)放大器而言更是如此。我們可以對(duì)寬輸入范圍降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行配置，以提供負(fù)輸出電壓。使用一個(gè)耦合電感代替這種反相降壓轉(zhuǎn)換器的電感，并增加一個(gè)二極管和電容器，便可將這種反相降壓轉(zhuǎn)換器變?yōu)橐粋€(gè)雙輸出的轉(zhuǎn)換器。圖 3 顯示了以這種方法使用的 TI TPS54160和 Coilcraft 150-H MSD12

5、60。只要每個(gè)軌的負(fù)載稍有接近，我們就對(duì)每個(gè)軌之間的差異進(jìn)行調(diào)節(jié)而非單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)軌，但耦合電感卻可以幫助提供對(duì)每個(gè)軌的優(yōu)異調(diào)節(jié)。更多詳情，請(qǐng)見(jiàn)參考文獻(xiàn) 3。圖 3 使用 TI TPS54160 和 Coilcraft MSD1260 的分離軌降壓轉(zhuǎn)換器 更高的輸出電壓集成 FET 的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓受限于轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)電流額定值。將一個(gè) 1：1 以上匝比的耦合電感連接至轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān) (SW 引腳，可以擴(kuò)展所有升壓轉(zhuǎn)換器的有效輸出電壓范圍。例如，圖 4 顯示了 30-V 絕對(duì)最大電流額定值的 TI TPS61040 升壓轉(zhuǎn)換器，其作用是提供 35V 或更高的電壓，同時(shí)還顯示了一個(gè) 1

6、：2 耦合電感 Coilcraft LPR4012-103B。耦合電感結(jié)構(gòu)多繞組端與二極管串聯(lián)時(shí)，單繞線電感以及由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān) FET電壓只有輸出電壓的三分之一，即負(fù)輸入電壓。圖 4 具有更大輸出電壓范圍的 TI TPS61040 和Coilcraft LPR4012-103B 重要聲明德州儀器(TI及其下屬子公司有權(quán)在不事先通知的情況下，隨時(shí)對(duì)所提供的產(chǎn)品和服務(wù)進(jìn)行更正、修改、增強(qiáng)、改進(jìn)或其它更改，并有權(quán)隨時(shí)中止提供任何產(chǎn)品和服務(wù)?？蛻粼谙掠唵吻皯?yīng)獲取最新的相關(guān)信息，并驗(yàn)證這些信息是否完整且是最新的。所有產(chǎn)品的銷售都遵循在訂單確認(rèn)時(shí)所提供的TI 銷售條款與條件。TI 保證其所銷售的硬件

7、產(chǎn)品的性能符合TI 標(biāo)準(zhǔn)保修的適用規(guī)范。僅在TI 保修的范圍內(nèi)，且TI 認(rèn)為有必要時(shí)才會(huì)使用測(cè)試或其它質(zhì)量控制技術(shù)。除非政府做出了硬性規(guī)定，否則沒(méi)有必要對(duì)每種產(chǎn)品的所有參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。TI 對(duì)應(yīng)用幫助或客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)不承擔(dān)任何義務(wù)?？蛻魬?yīng)對(duì)其使用TI 組件的產(chǎn)品和應(yīng)用自行負(fù)責(zé)。為盡量減小與客戶產(chǎn)品和應(yīng)用相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，客戶應(yīng)提供充分的設(shè)計(jì)與操作安全措施。TI 不對(duì)任何TI 專利權(quán)、版權(quán)、屏蔽作品權(quán)或其它與使用了TI 產(chǎn)品或服務(wù)的組合設(shè)備、機(jī)器、流程相關(guān)的TI 知識(shí)產(chǎn)權(quán)中授予的直接或隱含權(quán)限作出任何保證或解釋。TI 所發(fā)布的與第三方產(chǎn)品或服務(wù)有關(guān)的信息，不能構(gòu)成從TI 獲得使用這些產(chǎn)品或服務(wù)的許可、授權(quán)

8、、或認(rèn)可。使用此類信息可能需要獲得第三方的專利權(quán)或其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的許可，或是 TI的專利權(quán)或其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的許可。對(duì)于 TI的數(shù)據(jù)手冊(cè)或數(shù)據(jù)表，僅在沒(méi)有對(duì)內(nèi)容進(jìn)行任何篡改且?guī)в邢嚓P(guān)授權(quán)、條件、限制和聲明的情況下才允許進(jìn)行復(fù)制。在復(fù)制信息的過(guò)程中對(duì)內(nèi)容的篡改屬于非法的、欺詐性商業(yè)行為。 TI對(duì)此類篡改過(guò)的文件不承擔(dān)任何責(zé)任。在轉(zhuǎn)售TI 產(chǎn)品或服務(wù)時(shí)，如果存在對(duì)產(chǎn)品或服務(wù)參數(shù)的虛假陳述，則會(huì)失去相關(guān)TI 產(chǎn)品或服務(wù)的明示或暗示授權(quán)，且這是非法的、欺詐性商業(yè)行為。 TI對(duì)此類虛假陳述不承擔(dān)任何責(zé)任?？稍L問(wèn)以下 URL 地址以獲取有關(guān)其它 TI產(chǎn)品和應(yīng)用解決方案的信息：產(chǎn)品放大器 接口 邏輯 電源管理 微控制器 應(yīng)用音頻 汽車 寬帶 數(shù)字控制 光纖網(wǎng)絡(luò) 安